设置泄漏率规格
水密性并不总是意味着一个规范 - 如何得出正确的泄漏率测试规范
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汽车行业每年要对数十亿个部件、组件和整车进行泄漏测试。每次泄漏测试都必须设定泄漏率测试规范,即什么样的泄漏率仍被视为 "正常",什么样的泄漏率被定义为过大或 "不正常"。
为什么要进行泄漏检测?
要了解如何确定正确的泄漏率设置,首先需要了解为什么需要对部件或子组件进行泄漏测试。一个很好的问题是"需要防止什么?"有时,泄漏会对部件或系统或产品用户造成损害。 此外,还可能存在对泄漏的环境关切,而这些都是需要遵守的法规所规定的。
如果描述了需要防止的故障(有时需要防止的故障可能不止一个),下一步就是对泄漏进行分类。
泄漏类型
所有泄漏情况都可归入这三大类:
- 介质应在部件或系统内的泄漏(因为丢失介质可能会造成损坏)
- 不同介质在部件或系统的泄漏
- 一种介质进入第二种介质运行的环路(互漏,内漏)
![泄漏类别 Leakage categories_ZH](/uploads/media/660x/04/11084-Leakage%20categories_ZH.jpg?v=1-0)
![Leakage categories_ZH](/media/11084/download/Leakage%20categories_ZH.jpg?v=1)
如何得出正确的泄漏率规格
在某些情况下,有明确的规定来保证最大泄漏率。最突出的例子就是空调中制冷剂最大允许泄漏率的规定。
有时会参考简化表格,其中显示了对哪种介质适用哪种泄漏率。这些表格可能会产生误导,因为每种介质并非只有一种规格。例如,在检测发电厂的水损耗或电子部件的进水情况时,水密性并不总是指水密性。
需要为每个组件在其应用场景中设定最大允许泄漏量,并由此得出泄漏率规格。例如,对于液体泄漏,允许的泄漏量可以是少量液体,也可以是完全无泄漏。对于气体泄漏,技术上不可能做到无泄漏。
举例说明:水-乙二醇冷却液损失
几个世纪以来,水-乙二醇一直被用于发动机冷却。如果发动机失去冷却介质,就有可能开始过热,最终导致发动机故障。不过,少量冷却液的损失只需从冷却储液器中补回即可。在温暖且通风良好的发动机舱内,少量冷却液也会迅速蒸发。在这种情况下,通常会使用 10-3 毫巴-升/秒的泄漏率规格。
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现代传动系统电池也经常使用水-乙二醇混合物冷却回路。 然而,对这种液体的控制要求却更具挑战性。即使是少量的水-乙二醇泄漏也会接触到电子设备,并可能导致电力不足。因此,与发动机冷却应用相比,允许的水-乙二醇泄漏量必须低得多。这些冷却回路需要在 10-4 至 10-5 mbar·l/s 的范围内进行泄漏率测试(也取决于工作压力)。
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影响泄漏率规格的其他因素包括
- 温度
- 工作压力
- 材料组合
- 法规
工作压力对泄漏量的影响尤其巨大。流体的工作压力越高,任何缺陷造成的泄漏率就越高。而且这种上升不是线性的,泄漏率会随着压力的二次方(q~ p²)而增加。
对于水的渗入也可能要求非常不同的规格,这取决于是只防止液态水的渗入,还是吸湿也可能是一个问题。在接近大气压的情况下,通常需要 10-3...10-5 毫巴-升/秒的泄漏率来防止液态水的渗入,而在 10-6 毫巴-升/秒及以下的泄漏率则可防止湿气的渗入。
举例说明:燃油泄漏
在内燃机(ICE)车辆中,必须防止油箱、供油管和喷射系统等多个部位的燃油泄漏。在油箱和一些燃油供给管路和泵中,燃油以液态形式存在,而在燃油喷射系统和高压燃油泵中,气体以气态形式存在。此外,压力变化很大,从油箱中的大气压力到燃油喷射系统中高达 2 000 巴的压力。
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为了防止气罐的液体泄漏,10-3 毫巴-升/秒的泄漏率规格可能就足够了,但是,对于气罐作为蒸汽排放的碳氢化合物的严格规定往往要求进行更严格的测试。燃油系统低压侧的泄漏率测试通常在 10-4 mbar·l/s 范围内,而燃油喷射系统高压侧的泄漏率测试则要求低至 10-5 ...10-6 mbar·l/s。
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![Comanrail_300dpi](/media/11027/download/Comanrail_300dpi.jpg?v=1)
针对不同应用场景的个性化规格
许多因素都会影响部件或系统应测试的正确泄漏率规格。
![不同工作流体的泄漏率要求 Leak rate examples_ZH](/uploads/media/660x/03/11083-Leak%20rate%20examples_ZH.jpg?v=1-0)
![Leak rate examples_ZH](/media/11083/download/Leak%20rate%20examples_ZH.jpg?v=1)
我们为经常出现的情况提供了一些指导原则。但是,每个实际案例的具体条件可能不同,因此必须根据具体应用场景来单独决定每个案例。
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